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摘要:焊接技术是一门非常重要的基础工艺学科,它的发展离不开现代科学技术的支持。目前,人们为建设创新型、节约型国家,在焊接领域中应用了许多先进的科学技术和科学理念,这不仅有效的加快了焊接施工的工作效率,还大幅的提高了焊接的质量,使焊接技术的应用前景也越来越广泛。本文就焊接技术的发展业应用现状进行了简单的分析。
关键词:焊接技术;发展;应用
1发展历史
焊接技术是随着金属材料的应用而出现的,古代焊接技术长期停留在铸焊、锻焊和钎焊的水平上,使用的热源都是炉火,温度低、能量不集中,无法用于大截面、长焊缝工件的焊接,只能用于制作装饰品或简单的工具和武器。
(1)战国时期,制造的刀剑,刀刃为钢刀背为熟铁,一般是经过加热锻焊而成的。
(2)19世纪初,英国戴维斯发现的电弧和氧乙炔焰两种高温热源能局部熔化金属;1885一1887年,俄国的别纳尔多斯发明碳极电弧焊钳;1900年又出现了铝热焊.
(3)1930年美国的罗宾诺夫发明使用焊丝和焊剂的埋弧焊,焊接机械化得到进一步发展.40年代,为适应铝、镁合金和合金钢焊接的需要,钨极和熔化极惰性气体保护焊相继问世。
(4)1951年苏联的巴顿电焊研究所创造电渣焊,成为大厚度工件的高效焊接法。1953年,苏联的柳巴夫斯基等人发明二氧化碳气体保护焊,促进了气体保护电弧焊的应用和发展,如出现了混合气体保护焊、药芯焊丝气渣联合保护焊和自保护电弧焊等。
(5)1957年美国的盖奇发明等离子弧焊;40年代德国和法国发明电子束焊,并在50年代得到实际应用和进一步发展;60年代又出现激光焊等离子、电子束和激光焊接的方法,标志着高能量密度熔焊的新发展,大大改善了材料的焊接性,使许多难以用其他方法焊接的材料和结构得以焊接。
(6)20世纪年代开始使用闪光对焊方法焊接棒材和链条,至此电阻焊进人实用阶段。1956年,美国的琼斯发明超声波焊;苏联的丘季科夫发明摩擦焊;1959年,美国斯坦福研究所研究成功爆炸焊;50年代末苏联又制成真空扩散捍设备。
2我国焊接技术的发展特点
焊接技术是一种新兴的综合工艺技术,它的发展依托于现代科学技术的发展。我国焊接技术在近二三十年得到空前的发展,各种新的焊接技术层出不穷,等离子物理、声学、电子束、红外线、超声、真空、微电子等现代科学技术的新成就都在焊接上获得广泛应用。新技术的应用不仅奠定了焊接技术的发展,也增强了焊接技术的能力,扩大了焊接技术应用的范围。目前,焊接技术己经成为机械制造以及其他产品的现代先进制造技术之一,并广泛应用于电站、核能、航空航天、石化、煤炭、冶金、矿山、建筑、桥梁、特种设备、船舶、汽车、机车、海洋工程、部件、轻工纺织以及家用电器等国民经济的各个领域。可以说,现代科学技术的新成就日益渗透到焊接领域,促进了现代焊接技术的快速发展。
3我国焊接技术发展现状概述
在我国现阶段焊接技术的发展中,焊接技术主要应用于钢结构的加工制造中,随着人们对钢结构的材料质量要求越来越严格,对钢结构进行加工的相应焊接技术也必须相应提高。随着电子信息技术和信息化的发展,焊接技术在各个行业内的应用更加广泛,焊接技术自动化得以实现,通过计算机对焊接过程进行控制,大大提高了焊接技术应用的精度和准度,使我国焊接技术的发展迈向一个新台阶。从整体上看,我国焊接技术的发展仍然存在着一些缺点,主要包括以下几方面。
①较长焊缝和厚板焊缝的焊接技术落后。焊接技术的落后不仅会影响焊接效率,还会对焊接质量产生深刻的影响,进而影响到企业的经济效益。
②焊接技术自动化水平不高。自动化可以节省大量的加工成本。工业自动化水平代表着一个国家科学技术的发展程度。目前焊件的发展逐渐趋于重型化、大型化、复杂化,我国与发达国家相比,焊接自动化水平仍有很大的提升空间。若要使企业得到长远发展,必须重视焊接自动化技术。
③焊接构件易产生冷、热裂纹。冷裂纹指的是焊缝在冷却的过程中温度低于马氏体转变温度而产生的裂纹,焊缝在焊接后立即出现。热裂纹又称高温裂纹,是在高温状态下产生的,又称结晶裂纹。
④焊接人员的专业技术水平不足。我国存在很多焊接技术人员对焊接技术的业务要求知之甚少,与行业内的要求标准仍然存在很大的差距,使焊接产品的质量很难得到大的提升。
4焊接的方法
焊接技术主要应用在金属母材上,常用的有电弧焊、氩弧焊、C02保护焊、氧气一乙炔焊、激光焊接、电渣压力焊等多种,塑料等非金属材料也可进行焊接。金属焊接方法有40种以上,主要分为熔焊、压焊和钎焊三大类。
(1)熔焊是在焊接过程中将工件接口加热至熔化状态,不加压力完成焊接的方法。熔焊时,热源将待焊两工件接口处迅速加热熔化,形成熔池.熔池随热源向前移动,冷却后形成连续焊缝而将两工件连接成为一体。
(2)压焊是在加压条件下,使两工件在固态下实现原子间结合,又称固态焊接。常用的压焊工艺是电阻对焊,当电流通过两工件的连接端时,该处因电阻很大而温度上升,当加热至塑性状态时,在轴向压力作用下连接成为一体。
(3)钎焊是使用比工件熔点低的金属材料作钎料,将工件和钎料加热到高于钎料熔点,低于工件熔点的温度,利用液态钎料润湿工件,填充接口间隙并与工件实现原子间的相互扩散,从而实现焊接的方法。
5我国焊接技术应用
5.1常用焊接技术种类
我国现代工业中常用的焊接技术主要有:气体保护焊、埋弧焊、电阻焊、螺柱焊接、搅拌摩擦焊接、高能束焊接等。气体保护焊主要以电弧为热源,以气体作为保护介质的熔化焊。埋弧焊可分为自动埋弧焊和半自动埋弧焊两种,在焊接生产中较为常见,主要用于中厚板长焊缝的焊接。电阻焊的焊接质量比较稳定,可以实现机械化的高效生产,被广泛应用于航天、汽车、电子等领域。螺柱焊接分为储能式和拉弧式两种,前者常用于薄板焊接,后者常用于重工业生产中。
5.2焊接技术的应用分析
(1)焊接技术与汽车制造
焊接技术与汽车制造行业密切相关。电子束焊接技术主要用于汽车的变速箱中的齿轮、汽缸、发动机增压器涡轮、离合器等部件的生产。汽车的一些零部件以及一些基础框架结构采用的是激光焊接技术。搅拌摩擦焊接技术主要应用于汽车的成型附件、车身支架、发动机引擎等方面。
(2)焊接技术与航天、船舶制造
焊接技术的性能较为可靠,可保持较好的焊接质量,由于航空和航海领域对材料要求都具有一定的特殊性,相应的特种焊接技术逐渐应用于航空和船舶制造领域。目前高能束流焊接技术、电子束焊及激光焊,焊接技术在航天领域的应用较为广泛。而在船舶制造领域则主要使用高效焊接技术,可以更好地保证船舶制造的质量,缩短制造工期,降低成本,提高经济效益。
(3)焊接技术与制冷行业
焊接技术在制冷行业具有极为重要作用。任何一个制冷产品,就相当于一个小型压力容器,对在复杂环境下长期振动运行可靠性要求极高。特别是几年来,我国已成为世界家用空调的制造基地,每年市场需求在一亿多台。传统的手工作业已不能满足生产及用户要求。行业在自动化熔焊,自动化电阻焊,自动化钎焊等多种焊接方法应用快速发展;特别是在以机器人替代人工方面得以全流程迅速推广。
6我国焊接技术的发展展望
我国的焊接技术正随着行业要求的不断提高而飞速发展,但我国目前焊接技术的现状与发达国家相比仍有较大差距,仍有许多需要学习和借鉴的地方。我国相关的焊接专业技术人员应当明确在焊接技术方面如何进行深化和创新,在积累自身长期发展经验的基础上,积极吸收先进的技术经验,以提高焊接质量为出发点,以提高焊接技术的自动化水平为突破口,明确自身的发展方向,让我国的焊接技术朝着高可靠性、高效率、低成本焊接等先进焊接工艺的目标发展,巩固先进焊接技术在我国制造业中的地位,为我国经济的发展提供强大的推动力。
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